Нутромеры: особенности выбора и эксплуатации

При замерах внутренних линейных размеров диаметров отверстий, пазов и других элементов используется нутромер. Это прецизионный прибор, выполняющий прямые контактные измерения и активно применяющийся в металлообработке, машиностроении и при проведении ремонтных работ.

Нутромеры применяются там, где важно строгое соответствие деталей и элементов заданным параметрам. Устройство обеспечивает точность измерений до до 0,01 мм, с допустимой погрешностью ±0,006 мм.

Особенности и виды нутромеров

Как измерительный инструмент нутромер появился в 16 веке — в это время он представлял собой циркуль, ножки которого искривлены под 180°. Но активное их развитие и совершенствование началось в 18 веке параллельно с изобретением парового двигателя: нутромеры этого периода позволяли определить размер поршней с точностью до 0,1 мм.

Современные устройства сохранили общий принцип действия: для измерений используются два сферических наконечника, развернутые под углом 180° относительно друг друга. Расстояние между ними, определенное дифференциальным методом, и является искомой величиной. Чтобы обеспечить корректность измерения, конструкция прибора предусматривает устройство для центрирования линии измерений, а также системы передачи движения от наконечников на измерительный прибор.

Для нутромеров не существует строгой классификации: обычно приборы различают по типу отсчетного устройства. По этому признаку можно выделить три вида:

микрометрические;

индикаторные;

электронные.

У каждого из них — свои возможности, свои допуски по точности, и, как следствие, своя сфера применения.

Микрометрические нутромеры: их конструкция и особенности

Измерения с помощью микрометрического нутромера выполняются абсолютным способом, с погрешностью до 0,01 мм. Этого достаточно для большинства видов металлообработки: многих отраслей машиностроения, токарного дела, а также слесарных и авторемонтных работ. Параметры прибора регламентируются ГОСТ 10-88.

Принцип действия устройства основан на механическом преобразовании вращательного движения барабана в поступательное — микровинта. Выдвигая стебель на нужное расстояние (до надежного контакта с поверхностью измеряемого объекта), оператор производит измерение в диапазоне, зависящем от модели устройства.

Конструкция микрометрического нутромера включает несколько ключевых элементов:

микрометрическая головка (в свою очередь состоящая из стебля, находящегося внутри него микровинта, барабана, установочного колпачка и стопора);

измерительный наконечник;

удлинители с нанесенной маркировкой, указывающей на их размер.

Согласно ГОСТ 10-88, цена деления шкалы барабана составляет 0,01 мм, а шкалы стебля – 1 мм. Удлинители, которые в большинстве случаев входят в заводской комплект поставки, позволяют производить замеры в нескольких диапазонах:

от 50 до 75 мм;

от 75 до 175 мм;

от 75 до 600 мм;

от 150 до 1250 мм;

от 600 до 2500 мм;

от 1250 до 4000 мм;

от 2500 до 6000 мм.

Последние три типоразмера нутромеров оснащаются двумя головками — микрометрической, а также дополнительной индикаторной (часового типа).

Измерения проводятся в несколько этапов:

Для начала убедитесь, что прибор откалиброван верно, а его указатель выставлен на “0”. Для этого рекомендуется произвести настройку.

Измерьте приблизительный диаметр отверстия, чтобы подобрать оптимальную длину нутромера и, при необходимости, добавить удлинители.

Установите прибор на измеряемый объект, прижмите наконечник к поверхности.

Вращайте барабан до тех пор, пока наконечники нутромера не упрутся в стороны отверстия.

Немного покачайте устройство из стороны в сторону, чтобы убедиться, что оно установлено правильно — люфта быть не должно.

Если точки для установки были определены верно, зафиксируйте нутромер при помощи бокового винта, а затем снимите показания с устройства.

Индикаторные нутромеры и их ключевые характеристики

Индикаторные нутромеры по своей конструкции похожи на микрометрические модели, но для считывания результатов используется индикатор часового типа. Измерения с их помощью выполняются относительным способом — через отклонение размера элемента от установочной меры.

Технические требования к производству индикаторных нутромеров с ценой деления 0,001 и 0,002 мм прописаны в ГОСТ 9244-75, а для моделей с шагом 0,01 мм — в ГОСТ 868-82.

Прибор состоит из нескольких ключевых элементов:

часовой индикатор;

винт;

направляющая втулка;

движок;

центрирующий мостик;

тройник головки прибора (со сменным измерительным стержнем, закрепленным при помощи гайки);

стержни разной длины, один из которых остается неподвижным, а второй можно менять).

Стержни и наконечники должны быть изготовлены из закаленной стали, устойчивой к большинству факторов, способных повлиять на точность замеров.

Порядок измерения схож с микрометрическими моделями, но имеет несколько важных особенностей:

стержень нутромера всегда должен быть расположен под углом 90° относительно измеряемой поверхности;

чтобы подобрать оптимальный размер сменного стержня, обратите внимание на отклонение стрелки на индикаторе: если она движется вправо, то диаметр измеряемого объекта меньше образца, а если влево – больше;

для снятия показаний используются две шкалы: с миллиметрами и сотыми миллиметра.

Электронные нутромеры: возможности и правила эксплуатации

Для самых высокоточных отраслей промышленности или науки можно использовать электронные нутромеры. Они позволяют измерять внутренние размеры деталей и заготовок с минимальными погрешностями: в пределах ± 1,8 мкм для некоторых моделей.

Технические требования к конструкции, хранению и порядку эксплуатации электронных нутромеров перечислены в двух документах:

ГОСТ 868-82 для приборов со шкалой с шагом 0,01 мм;

ГОСТ 9244-75 для устройств с шагом в 0,001 мм.

Конструкция включает несколько основных элементов:

электронное отсчетное устройство;

корпус с ручкой для проведения замеров;

мостик с наконечниками сферической формы, крепящимися к головке прибора.

В комплект поставки также входят сменные наконечники, которые необходимы для работы с разными по размерам деталями и заготовками.

Снятие замеров при помощи электронного нутромера — достаточно простая операция. За счет того, что электронное устройство считывает показатели, полученные за свет передвижения наконечников, от оператора требуется только правильно разместить прибор и зафиксировать его на поверхности.

В качестве нулевой отметки измерения отсчетное устройство использует минимальный предел расстояния между наконечниками. Далее оно фиксирует расстояние, на которое они раздвинулись, и соединяет эти две величины. В результате рассчитывается точное расстояние между двумя поверхностями — независимо от их формы.

Особенности снятия показаний при помощи нутромеров

Нутромеры — высокоточные приборы, но для их корректной работы необходимо соблюдение требований хранения и эксплуатации.

Настройка и измерение должны проводиться при температуре окружающей среды 20 ±5°С. Это исключит вероятность искажения результатов из-за термической деформации прибора.

Имеет значение и относительная влажность воздуха — она не должна превышать 80%.

У высокоточных моделей допуски по температуре и влажности могут быть меньше: эта информация указывается производителем на упаковке, в инструкции или в паспорте прибора.

Для хранения прибора рекомендуется использовать закрытый кейс с защитой от пыли и влаги.

Настройка нутромера — первый обязательный этап работы с ним. Для этого вам понадобится установочная мера: это может быть калибровочное кольцо или скоба, входящие в комплект поставки. В некоторых случаях допустимо использовать деталь или заготовку, параметры которой подходят для калибровки.

Возьмите установочную меру и соедините головку с наконечником.

Выберите подходящий по размеру удлинитель, сменный стержень или наконечник, установите, как указано в инструкции.

Придерживая прибор, раздвигайте сферические наконечники, пока они не упрутся в поверхность установочной меры.

Откалибруйте прибор, используя значение длины установочной меры — так, чтобы нулевая отметка на отсчетном устройстве совпадала с аналогичным показателем положения прибора.

Принцип действия нутромера схож для всех моделей, но некоторые детали — в частности, способ раздвижения наконечников и считывания показателей — зависят от типа прибора и производителя.

При выборе нутромера следует ориентироваться не только на характеристики самого прибора, но и на задачи, стоящие перед ним — в частности, необходимый в вашей работе класс точности и допустимый уровень погрешностей при измерениях.